Quelles sont les méthodes pour améliorer la saveur amère de Glycoside de stéviol?

La stévia (également connue sous le nom de stevioside) est un édulcorant naturel extrait Et etraffiné à partir de la stévia. Il est connu pour son goût sucré élevé (200-300 fois celui du saccharose), faible teneur en calories (1/300 de saccharose), zéro calories et stabilité sous la lumière, la chaleur et les conditions acido-basiques, il est bien connu et est devenu la troisième plus grande source de sucre après le saccharose et le sucre de betterave [1]. La stévia est un cristal blanc ou une poudre qui est facilement soluble dans l’eau et est largement utilisé dans les industries alimentaires et des boissons [2]. La stévia n’est pas facilement absorbée par le corps humain après consommation, elle peut donc être utilisée comme édulcorant pour les personnes atteintes de diabète ou d’obésité.

Il présente également les caractéristiques d’anti-hypertension, d’anti-oxydation, d’anti-cancer, d’anti-inflammatoire, d’antibactérien et d’amélioration de la fonction rénale [3], et peut être utilisé comme substitut des produits de santé et des médicaments, avec de bonnes perspectives d’application. Cependant, le léger arrière-goût d’amertume et la saveur de réglisse deLa stéviaSont devenus des facteurs limitatifs pour son développement ultérieur [4]. Par conséquent, nous avons analysé les causes de la saveur indésirable de stevia et proposé des solutions, dans le but de fournir une référence pour résoudre le problème de la saveur indésirable de stevia.

1 Causes de la saveur indésirable de stevia

1.1 le procédé d’extractionimmature de la stévia

La stévia est souvent utilisée comme matière première pour l’extraction de Stéviol glycoside ....... Le procédé d’extraction comprend des étapes telles que l’adsorption et la concentration de la résine, le lavage au solvant, la recristallisation et la purification avec des résines échangeuses d’ions, et finalement la stévia pure est obtenue par séchage par pulvérisation [5]. Cependant, outre le composant sucré du stevioside, le stevia contient également des composants amers tels que des tanins, des flavonoïdes et des huiles volatiles. Ces composants amers ne sont pas complètement éliminés au cours du processus d’extraction et de purification, ce qui peut entraîner la persistance d’impuretés amères dans le produit de stévia et affecter le goût du produit final.

Il y a plusieurs raisons à l’amertume produite lors de l’extraction de la stévia [6-7]. Tout d’abord, au cours de l’étape d’adsorption et de concentration de la résine, si la résine n’est pas sélectionnée et utilisée correctement, la stévia ne peut pas être efficacement adsorbée, et les composants amers correspondants seront également conservés. Deuxièmement, le but du nettoyage au solvant est d’éliminer la graisse et certaines substances amères. Si le solvant est mal choisi, les composants amers ne peuvent pas être éliminés efficacement. Troisièmement, la recristallisation est une étape clé dans l’amélioration de la pureté de la stévia, et si cette étape n’est pas effectuée correctement, elle peut conduire à la concentration des composants amers plutôt qu’à leur élimination; Quatrièmement, les résines échangeuses d’ions sont utilisées pour éliminer les impuretés solubles, et si la résine n’est pas de haute qualité ou que les conditions de fonctionnement ne sont pas appropriées, les composants amers peuvent ne pas être efficacement éliminés. Cinquièmement, bien que le séchage par pulvérisation soit l’étape finale, si les conditions de fonctionnement (telles que la température, la pression, etc.) ne sont pas correctement contrôlées, il peut également affecter la saveur du produit.

Pour réduire l’amertume de la stévia, le processus d’extraction doit être soigneusement optimisé, y compris l’amélioration des processus d’adsorption de la résine et de lavage au solvant, l’optimisation des conditions de recristallisation, le choix de la résine échangeuse d’ions appropriée, et l’ajustement des paramètres de séchage par pulvérisation.

1.2 différences structurelles dans les glycosides de stéviol

A Après la stévia, d’autres glycosides de stéviol ont été isolés de la stévia, avec 10 types communs. Ils présentent un squelette chimique diterpène tétracyclique similaire, tous avec le stéviol comme aglycone (Figure 1), les positions R1 et R2 étant substituées par des groupes de glucose, de xylose ou de rhamnose de différentes longueurs, formant ainsi différents glycosides aux propriétés organoleptiques et physico-chimiques très différentes (tableau 1). Dans la perception du goût, l’amertume vient légèrement après le sucré, de sorte que lorsque la concentration augmente, l’arrière-goût d’amertume est également renforcée. D’autre part, les légères modifications structurelles du stevioside affectent sa douceur et sa qualité gustative. La différence dans la position C-13 (R1), la substitution de pyranose, et la longueur du groupe de substituant à la position C-19 c) (R2) sont les facteurs clés affectant l’amertume du stévioside. On suppose que ce phénomène pourrait être lié à l’activation des récepteurs du goût amer hT2R4 et hT2R14 [8].

Tableau 1 Structure, douceur et sensation en bouche des Glycosides de stéviol

① s.o. indique qu’il n’est pas applicable.

2 Solutions pour améliorer la saveur indésirable de la stévia

2.1 optimisation du processus de production de stévia

2.1. 1 technologies d’extraction émergentes afin d’améliorer encore l’efficacité d’extraction de la stévia, de nombreuses études sur l’extraction des glycosides ont été effectuées au pays et à l’étranger, y compris l’extraction à l’eau chaude, l’extraction assistée par enzymes, l’extraction par ultrasons et d’autres technologies d’extraction émergentes [6]. Le développement de ces résultats fournit des idées pour l’optimisation du processus de la chaîne de production de stévia, qui peut améliorer la teneur totale en stévioside (généralement supérieure à 95%) tout en réduisant les composants amers résiduels tels que les tanins, les flavonoïdes et les huiles volatiles, améliorant ainsi l’arrière-goût de la stévia.

Dans la production traditionnelle, l’extraction à l’eau chaude est couramment utilisée pour extraire le stévioside. Cette méthode consomme beaucoup d’énergie, prend beaucoup de temps, a un faible taux d’extraction total de stévioside, et le produit fini a une couleur foncée. Au cours du processus d’extraction, l’eau agit comme un milieu pour dissoudre les impuretés telles que les acides organiques, les protéines et les polyphénols. Par conséquent, la principale amélioration de cette méthode vise l’élimination ultérieure des impuretés. Zhang Menglei et Al., et al.[9] ont utilisé la floculation et la précipitation du chitosan combinées à la chromatographie en phase inverse pour éliminer les impuretés, réduisant ainsi les coûts et raccourcissant le temps nécessaire à l’élimination des impuretés. Kovacevic et al. [10] [traduction] ont utilisé de l’eau chaude sous pression pour extraire et récupérer efficacement les impuretés polaires et thermiquement instables dans les feuilles de stévia, ce qui offre de bonnes perspectives pour la production industrielle.

L’extraction assistée par des enzymes améliore l’efficacité d’extraction du stévioside à basse température en ajoutant de la cellulase pour briser les parois cellulaires et réduire la consommation d’énergie. Cependant, l’utilisation d’enzymes est coûteuse et les enzymes existantes ne peuvent pas complètement détruire les parois cellulaires. Puri et al. [11] [traduction] ont optimisé les conditions d’extraction à l’aide d’une méthode de Surface de surfacede réponse et ont démontré que l’extraction enzymatique est plus efficace que l’extraction traditionnelle au solvant. On peut constater que l’extraction enzymatique devrait devenir une alternative efficace à l’extraction par solvant pour l’extraction par stévioside.

L’extraction ultrasonique utilise l’effet de cavitation des ultrasons pour briser rapidement les parois cellulaires des plantes et accélérer la libération de substances bioactives. Cette méthode a une efficacité d’extraction élevée, un temps d’extraction court, une faible consommation de solvant et est facile à utiliser. Cependant, l’extraction par ultrasons peut entraîner le mélange d’impuretés inconnues dans la solution, ce qui entraînera des difficultés pour le processus de séparation subséquent. L’optimisation ultérieure du procédé consiste à ajuster plusieurs paramètres expérimentaux [12], tels que la fréquence ultrasonique, la puissance, le temps de traitement, le type et la concentration de solvant, et le rapport solid-liquide, afin de trouver les conditions optimales d’extraction. En optimisant ces paramètres, l’efficacité d’extraction peut être maximisée tout en minimisant la consommation d’énergie et la dégradation chimique potentielle.

En plus des méthodes d’extraction traditionnelles susmentionnées, de nouvelles technologies d’extraction sont apparues. Par exemple, Miao Qing et al. [13] ont utilisé des solvants eutectiques naturels (NADES) au lieu de solvants traditionnels, ce qui est non seulement respectueux de l’environnement, mais aussi très efficace. Jentzer et al. [14] [traduction] ont optimisé les conditions d’extraction automatique de la stévia en utilisant une extraction accélérée au solvant. Ces nouvelles technologies offrent de nouvelles perspectives et possibilités pour l’extraction des glycosides de stévia.

2.1.2 mélange avec d’autres édulcorants

La méthode de mélange synergie la stévia avec d’autres édulcorants. La saveur de l’édulcorant composé est plus proche de celle du saccharose, et l’arrière-goût de la stévia est éliminé. Par exemple, la combinaison de stévia et d’érythritol dans un mélange eutectique peut conserver les fonctions et les caractéristiques originales des deux, tandis que l’érythritol peut changer la courbe d’début de douceur du stévia et éliminer une partie du léger arrière-goût.

La combinaison de stévia avec de l’allulose et du moine peut être combinée pour favoriser le brunissement causé par la réaction de Maillard entre les trois, et est souvent ajoutée aux boissons gazeuses; La combinaison de la stévia, de l’érythritol, de l’édulcorant allulose et du fruit moine peut faire ressortir les avantages des quatre édulcorants et neutraliser leurs défauts respectifs. Le goût rafraîchissant de l’allulose et de l’érythritol peut améliorer le goût désagréable de la stévia et des édulcorants de fruits moines, tandis que l’allulose peut réduire la cristallinité de l’érythritol et lui permettre de participer à la réaction de Maillard [15] [traduction]. Cette solution est facile à utiliser, peut restaurer la douceur naturelle, eten même temps, la quantité totale d’édulcorant utilisé est relativement faible, ce qui est moins coûteux. Cependant, la stevia ne peut toujours pas correspondre au saccharose en termes de multiples sens tels que la douceur et l’arôme, juste en s’appuyant sur l’aide d’autres édulcorants.

2.1.3 modification chimique et enzymatique

Certaines études ont montré que lorsque la stevia est hydrolysée, elle produit des glycosides de stéviol, qui ont une douceur plus faible et un arrière-goût plus faible. En s’inspirant de cela, la partie glucidique peut être modifiée chimiquement ou enzymatiquement [16] [traduction] pour réduire l’arrière-goût correspondant de la stévia. La modification chimique fait référence à la modification de la qualité gustative de la stévia en réagissant chimiquement pour modifier le groupe de sucre fixé au glycoside de stéviol.

Cependant, en raison du processus de modification chimique complexe et exigeant, peu de gens utilisent actuellement cette méthode. La technologie de modification enzymatique se réfère à l’hydrolyse du substrat accepteur en glucose ou autres ligands de sucre avec différentes chaînes sous l’action catalytique d’une Enzyme. Ces produits sont ensuite catalysés par des enzymes pour transférer le C-13 ou C-19 du ligEt en plusde sucre à l’accepteur, formant ainsi une variété de dérivés de stévioside [17] [traduction].

L’enzyme couramment utilisée est la cyclodextrine glucanotransférase (CGTase), qui catalyse le transfert des groupes de glucose de l’amidon et de la cyclodextrine aux groupes de sucre des glycosides de stévol, introduisant ainsi de nouveaux groupements de sucre dans les glycosides de stévol [18] [traduction] pour former des glycosides de stévol à base de glucose. Ce produit peut réduire l’amertume, augmenter la solubilité, améliorer la douceur de la stévia, et a les caractéristiques d’un bon arrière-goût et une saveur moleuse. Il est souvent utilisé en combinaison avec des alcools de sucre dans le yogourt faible en sucre, où les arômes se complètent. Il a été approuvé pour une utilisation comme saveur alimentaire. Cependant, les enzymes ci-dessus sont relativement chères, et l’utilisation de donneurs de sucre correspondants augmente également les coûts. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour développer et filtrer les stéviosides avec un meilleur rapport coût-efficacité et goût.

2.2 développer une nouvelle génération de cér D Det cér M à haut rendement

En plus de la stévia, la deuxième générationStéviol glycoside Reb AA le contenu le plus élevé. Le Reb A de grande pureté A une douceur semblable à celle du saccharose, mais son amertume subséquente est toujours évidente [19]. Les glycosides de stéviol de troisième génération Reb D et Reb M ont vu le jour grâce à l’amélioration et à l’optimisation continues. Par rapport aux cér A, les cér D et cér M présentent d’excellentes propriétés. Ils ont une douceur et un goût plus élevés, aucun arrière-goût et une saveur de réglisse. Ils ont attiré l’attention en tant que nouvelle génération idéale d’édulcorants. Cependant, le cér D et le cér M sont rares et leur rendement est faible, et seule une faible quantité est contenue dans les plantes classiques de stévia, ce qui rend difficile la production commerciale à grande échelle. Par conséquent, la mise au point de nouvelles méthodes pour isoler et préparer les cér D et cér M de haute pureté est actuellement un point critique de la recherche dans le domaine de la stévia.

2.2.1 méthode d’élevage

La méthode de sélection se réfère à l’utilisation de la technologie agricole pour cultiver et cultiver scientifiquement des plantes, optimiser les meilleures conditions de croissance, et donc cultiver des variétés à haut rendement de Reb D et Reb M. Par rapport à la stévia ordinaire, son rendement est augmenté de près de la moitié [20]. L’avantage de cette méthode est qu’elle permet de cultiver des glycosides de stéviol naturels, qui maintiennent la douceur sans arrière-goût amer. Cependant, il nécessite plus de ressources humaines et matérielles, et l’environnement et les conditions de plantation doivent être optimisés, ce qui peut nécessiter beaucoup de recherche et d’expérimentation.

2.2.2 méthode de Bioconversion

La méthode de biotransformation consiste à commencer par le composant le plus abondant, le Reb A, et à utiliser des enzymes biologiques spécifiques pour le convertir en Reb D et Reb M [21]. Cependant, cette méthode nécessite des enzymes spécifiques, qui sont relativement chères, ce qui augmente les coûts de production. La disponibilité des enzymes est également un facteur à prendre en considération.

2.2.3 méthode de Fermentation

La Fermentation fait référence à l’utilisation d’enzymes produites par la levure génétiquement modifiée pour fermenter l’extrait de stévia en Reb D et Reb M [22]. Les glycosides de stationnol fermentés de cette façon ont une texture similaire au saccharose et un goût rafraîchissant, sans changer la texture originale de l’aliment. Les principales matières premières sont le glucose et le saccharose, qui peuvent assurer la production en série, avec les avantages de faible coût et d’évolutivité. Bien que les coûts initiaux de recherche et de développement soient élevés, la production à grande échelle peut être effectuée lorsque les conditions sont mûres, ce qui réduit les coûts. C’est actuellement la solution la plus performante, la plus populaire et la plus prometteuse.

3 Conclusion

En résumé, comme people' S la demande pour leur propre santé augmente, la réduction du sucre est devenue une tendance et une tendance dans le développement social actuel. Les gens accordent plus d’attention à l’alimentation et à la santé physique, il est donc nécessaire de développer une nouvelle génération de substituts de sucre parfaits qui sont équivalents en douceur, ont zéro calories et n’affectent pas la glycémie. Actuellement, il existe relativement peu d’édulcorants naturels connus, et la stevia elle-même remplit les conditions ci-dessus, de sorte que la demande de stevia a augmenté de façon spectaculaire. Cependant, son goût amer et de réglisse qui en résulte limite son utilisation à grande échelle.

L’optimisation du procédé d’extraction de la stévia et le développement d’une nouvelle génération de glycosides de stéviol sont donc urgents. Les causes de l’arrière-goût légèrement amer de la stévia ont été analysées et les solutions existantes ont été résumées, à savoir le développement de nouveaux procédés d’extraction et la construction d’une nouvelle génération de glycosides de stévia à haut rendement sans arrière-goût. Le développement de nouvelles méthodes d’extraction est devenu le courant dominant de la recherche actuelle sur l’optimisation des taux d’extraction. Parmi celles-ci, les méthodes d’extraction assistée par les enzymes ont de bonnes perspectives, mais il y a aussi des défis avec des barrières techniques élevées.

D’autres méthodes d’optimisation des conditions d’extraction, telles que l’extraction par ultrasons, sont relativement faciles à réaliser au niveau actuel de la technologie et présentent de grands avantages pour la production industrielle. La mise au point d’une nouvelle génération d’édulcorants nécessite toutefois des évaluations rigoureuses de la salubrité des aliments et une approbation réglementaire, ce qui peut prendre beaucoup de temps. Le maintien de la stabilité du cér D et du cér M pendant la transformation et l’entreposage des aliments, ainsi que la durée de conservation du produit final, sont également des questions techniques qui doivent être abordées au cours du processus de développement. Ces défis doivent être surmontés par la recherche interdisciplinaire et la collaboration, combinées aux méthodes modernes de biotechnologie et d’ingénierie. Dans les développements futurs, ces approches peuvent être combinées, par exemple en utilisant le génie génétique pour faciliter la sélection et promouvoir la production de masse de nouvelles souches à haut rendement. Lorsque les lacunes de la stevia seront comblées, elle déclenchera inévitablement une nouvelle vague de recherches et d’applications.

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